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微生物與有機農業(二):有益微生物與植物的健康

科學的進歩突飛猛進,已能明確地追蹤微量物質的來龍去脈。現代科學已能確認植物生理與微生物間不可分離的共生關係。植物根部分泌物質來供應微生物的需求,同時微生物也生產各種不同物質來回饋植物體,兩者實際上乃是共生的伙伴。要使植物生長茂盛,除了水分、養分之外,足夠的土壤微生物乃是最重要的必要前提
 
 
 
傳統想法中,根的功用乃是植物體定著基點,同時用之以吸收無機養分及水分的器官。這一種傳統的想法,對現今面臨「永續性地力」的困難問題,則提不出充分合理的說明來。為什麼植物所需的水分、無機肥分充分供應之後,植物仍舊不能茂盛地成長?為什麼根部不能完全地吸收這些養分?為什麼病原菌、病蟲害會孳衍繁生而不可收拾?
 
科學的進歩突飛猛進,已能明確地追蹤微量物質的來龍去脈。現代科學已能確認植物生理與微生物間不可分離的共生關係。植物根部分泌物質來供應微生物的需求,同時微生物也生產各種不同物質來回饋植物體,兩者實際上乃是共生的伙伴。要使植物生長茂盛,除了水分、養分之外,足夠的土壤微生物乃是最重要的必要前提。
 
植物體包括根、莖、葉、花、果實,事實上它整體的表面穿著一件微生物的外衣。在土壤中根的表面周圍約5厘米的範圍,重重地圍繞著高密度的微生物,稱之為「根圈菌」。植物排出其特有的分泌物吸引無數的根圈微生物於其周圍,使得根部周圍的微生物密度遠超出非根部的土壤區域,生活於根圈的微生物也分泌出各種有機物,包括胺基酸、低分子核酸、生長激素及各種酵素等等,這些有機物對植物生長、生殖等生理作用有顯著的效果,對農產品的質與量的提升貢獻甚鉅。其他更有微生物侵入根部組織内,在根細胞內繁殖,這類稱之為「菌根菌」,但它不但不破壞根部組織,卻更能與根部細胞交換物質,共存共榮,促使根部活力、吸收力的增強,有利於植物健全的生長與自然抗病力的加強。在植物體表面也附著有無數的微生物,這一些微生物的存在,不但能使植株強壯,更能保護植物、減少病害。要達到有機農法「減農藥」、「減化肥」的目標,就定奪於有益微生物在耕地上的培養之成功與否。
 
放線菌類(Actinomyces)可分泌各種不同的抗生素,假球菌(Pseudomonas)可分泌各種不同的抑病物質,例如:乳酸菌(Lactobacillus)、酵母菌(Saccharomyces)、木黴菌(Trichoderma)……,都有抑病物質的分泌,只要能夠好好地把這些拮抗微生物培養於耕地中,它們就會無時無刻地分泌多種抑病物質來壓制病蟲害的滋長,自然農藥的需求量也將隨之下降。
 
植物的生長與健康需要微生物為其共生伙伴,若不斷地使用農藥,則在殺除病原菌的同時也把有益微生物全部殺盡滅絕。好菌、壞菌都抵不住劇毒的農藥,造成耕地暫時性的真空狀態,當藥效降低時,周圍仍舊存在的病原菌便乘機而入,以其快速繁殖的特性,很快地便又佔據了被農藥清洗乾淨,而沒有競爭對手的耕地,於是病原菌群優勢地迅速繁殖,病害更快地復現,只好再噴農藥,如此一而再,再而三,造成農藥噴灑愈演愈烈的惡循環,這就是現代農業的通病。如果在藥效降低的同時,大量施加有益微生物群來領先佔領農藥洗淨後的耕地,以絕對的優勢來扺抗病原菌的復入,就是病原菌有多強也要相當努力,才能征服,才能佔領這已充滿有益微生物的耕地,還要再發揮到病症復現,更需要一段時間,如此一來,病症復發的時間自然拖長,漸漸地拉長施藥周期,最後自然地與農藥絕緣。(本文由國科會補助「新媒體科普傳播實作計畫」執行團隊撰稿)

責任編輯:李冠群|國立臺灣師範大學生命科學系
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